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1、东北水利 水电年浅谈双洞引水王弋水电站东北勘测设计院王魁元文摘某电 站自。年投入运 行以米买 际址人 出力是设计 出力 的头阿夕,一均发 电斌是 没 汁发电最的针 对 此问题几、年进行均次味 型观测找出了电站出力不足的原因是引水隧洞 洞径偏小 造成水 头损失过大对 此提 出了挖潜改建比较方案最后确定采用新增一条 隧洞 的 方案通过现场 水工模型试 验,验证 了设 计八弃是正确的可行的满足设计作 水头 的要求双 洞 引水 的引水 式水 电 站 日前 在国内外 尚属沂例、山几投资 不多效益显著所以对水 电站的挖 潜、改建、扩 建具有一 定 的怠义主题词引水 式 水 电 站出力睐型观测水 力 糙 率
2、水 头损 失引 水隧洞隧洞 设改建工程扩建上程某水 电站是由拦江闸坝、引水系统、发电厂房和尾水渠等组成 的低水头大流量引水式径流水力发 电站。其引水系统包括进 水口、引水隧洞、调压塔、压力管道等水 工建筑物。在调压塔内设有快速 闸门,当机组发生事故时,在很短时间内强行关闭。在引水隧洞进口设有检修门,引水隧洞长洞径 为方园型,为不喷、不衬的天然岩石隧洞。调压塔与厂房之间,由三条混凝土压 力管道联接,厂房内装 有三台一一。型水轮发电机组。单机引用流量,单机 出力,年运行小时加。电站主要技术指标正常蓄水位,设计洪水位,校核洪水位尾水位“。,总库容,设计水头,最大引用流量,总装机容量,年平均发电量沪。
3、原型观测该电站自年投入运行以来,实际最大 出力稳定在一之 间,是设计出力的,尚有一的设备出力有待发掘,而实际多年平均发电量只能达 到一,是设 计发电量的,每年损失电能又一,实际年运 行小时数 为,说明该水 电站存 在水能泛费,有潜可挖。为找出该电站出力不足 的原 因,对该电站曾进行了几次原型观测。年观测结果如下第期总第期浅谈双洞引 水式水电站一台机满出力运行,需水头两台机满 出力运行,需水头。观测结果说明水轮发电机组本身没有问题,应该在设 计水头时,三台机运行可以发出额 定 出力。而实际三台机运 行,其 出力只能稳定在一,此时坝上水位为已超设计水位,调压塔水位,尾水位,机组 的实际工作水头只有
4、,所以机组达不到设计 出力。此时,引水 隧洞的水头损失为,比设计的水头损失多。设计流量”、设计水头损失。年对该电站的水头、出力、流量等又进行了观测,其结果见附表。其结果说明在坝上水位的正常高时,三 台机出力仅为,所以提出电站实际最大出力一是对的,尚差一,说明有潜可挖同时也说明 电站所以没有能够发出,的出力是因为引水隧洞洞径偏小,设计流速达,对于不喷不衬的岩石隧洞而言,流速偏大造成水头损失过大。合适的流速应小于,方可减小引水隧洞的水头损失。在三台机同时运行时,进口水流紊乱,水头损失为,同时发生明满流过渡状态,进口流速高达,如拦污栅堵塞,进水条件更坏。挖潜改建的设计原则在不改变坝前的各种水位不改变
5、机组运行参数不改动大坝、闸门、调压塔等主要水工建筑物不扩大水库上游的淹没和浸没损 失的原则进行挖潜改建设计,使该水电站三台机组 同时运行,出力 由目前的提高到机组的额定出力。挖潜改建方案在满足设计原则 的前提下,先后曾作了个设计 方案,即大坝加高大坝加高扩挖原洞和增加一条新隧洞,其目的就是使设计水头达到“对上述个方案进行综合比较,最后确定采用新增一条隧洞的方案。这一方案是在原隧洞下游侧处新开一条直径为方园型隧洞,与原隧洞并列同时使用。为保证调压塔及原隧洞末端混 凝土衬砌段长的安全,新隧洞与原隧洞在调压塔前加处汇合。具体布置见附图。附表坝坝上上调压井井尾水位位隧洞水头头工作水 头头机组出力流量量
6、水水位水位损失合计计计,东北水牙,水 电年少二二于子二二一丁笼二冬二冬二二飞三之二进 水日 厂自一一 今二二二万新 洞剑剑剑 口、 又沙沙调夕饭塔进水日引水缝洲亡水认、这一 方案实施后,每年可盟引水发电系统示竞图一,如按元计算,每年可多收电费一万元。设计与计算以正常高水位,单机最大引用流量”、机组 总引用流量反新建引水隧洞位于原引水隧洞下游侧团处,在调压塔前处 汇合的条件下进行水力计算原隧洞为方园型 洞,新隧洞为方园型洞,采用底板抹平光面爆 破 施工 的不喷不衬岩石隧洞。两洞最大引用流量尔之,视新、旧两隧洞汇合点水头损失相等,采用试算法计算新、旧隧洞的分流流量,结果 为原隧洞,新隧洞。两条隧洞
7、并列运行后,三台机满 负荷运行,计算出引水系统总水头损失为,比未打新洞前的实际损失减少,这样机组 的工作水头可达到,满足 了设 计水 头的要求。新洞投入运 行后,三台机 同时运行,瞬时全甩负荷时,调压塔最高涌浪将增高,达到,与调压塔顶高程接近,调压塔塔顶可能发生溢水,为避免调压塔塔顶溢水 和不改变调压 塔工程状况,可适当地将快速闸门紧急关闭时间。由原来的,。延长为后,即可达到控制调压塔最高涌浪高度的 目的,其机组速率上升值亦在规范允许范围之内,水工模型试验首先根据三台机组 全开,引水发电流量,库水位调压塔水位进行模型试验。测出引水隧洞的水头损失,计算出隧洞的糙率以原隧洞得 出的糙率和新隧洞糙率
8、,进行新、旧隧洞并联引 水试验,测出新、旧引水隧洞并联后 的水头损失同时测出新、旧引水隧洞在总 引水流量“的各自引进流量,计算出分流比测量新、旧引水隧洞联合进行时,总引水流量一,下转第页东北水利水电年桩之间不存在分界面,胶接质量良好,全断面的密实度及胶接效果,沿半径及 深度方面变化 不大。检查发现的较大较深的析水凹穴、缩孔、以及蜂窝、死角等缺陷率小 于一。此 外,开挖发现,各桩体周围均有许多浆脉,其 中号桩在深处的扇形 固结体,半径方 向长,宽,平均厚度。这表明,高压喷射灌浆在形成连续桩体的同时,对其四周疏松的地层,起 到了充填灌浆作用。对墙体进行了抗渗性能测试试验墙段 大部分 在地下水位以上
9、,而且墙体强度低,故以钻孔注水来检测墙体的抗渗性能。在四个检查孔中,共作分段注水组,全孔注水组,试验成 果表明,防渗墙渗透 系数平均为一、。由于墙体中细粒胶凝体的强度低,且与漂卵石强度相差悬殊,钻进松动孔壁在所难免。故所量测 的渗透系数数值偏大。对墙体力学性能进行了测试通 过开挖及打孔检查,对 各旋喷桩体,在沿半径及深度方向的不同部位上,采集试样件,最 大取样深度。用一型携带式点荷载仪及型 回弹 仪作了抗压、抗拉试验。由于墙体材料不均匀,因此,其 力学性能变化幅度较大,抗压强度一,平均为,平均抗拉强度为。墙体龄期 为一个月。渗墙体结构比较密实,胶结性能良好。其外形尺寸达到了设计标准,渗透系数可
10、小于一“,平均抗压强度为,弹性模量室内 为,水泥含量约掩。试验 的初步成果表明,在塔斯特水库的漂卵石强透水地层中,采用高压喷射灌浆技术形成防渗墙体,是切实可行的方案。浓 浓 米浓 嵌 嵌 浓 浓 亲米 米米 浓嵌嵌 崇嵌浓上接第页库水位、爪,三 台机同时丢弃 负荷时,调压塔内最高涌浪的涌高值。最后测得结果原洞 的糙率为,新、旧隧洞并联试验时的新洞糙率为。水头损失,新、旧隧洞并联引水,库水位,总引用流量“时,新洞引用流量巧,旧隧洞引用流量,比旧洞单独引水相对减少水头损失,调压塔水位 由一单独引水 时的升至。在库水位,总引用流量“,新洞引进流量”,旧洞引用流量时,测出调压塔内水位为,计算得出机组 的有效工作水头 为,满足机组设计工作水头的要求,模型试验结果说明设计计算是正确的,可行的。结论本次试验进行了防渗墙的正式施工,完成了设 备配 套、工艺 流程、生 产组织、劳动定额、质量管理等各项技术工作,并为今后继续试验提出了改进意见。试验所形成的旋喷桩体及其交接的防结束语本文为双洞引水式水 电站的提出、设计和试验的简述,希望 能为水电站的增容和扩建有所启示,因为投资不多,仅万元,但效益显著,每年可多收电粼印一万元。针对某个 电站的具体问题可作具体研究。
